Nepārtraukts skābekļa patēriņš būtiski atšķiras no neregulāras vai ārkārtas skābekļa lietošanas. Iekārta, kas katru dienu vairākas stundas patērē skābekli, bieži var darboties ar baloniem, ja tiek pareizi pārvaldīta uzglabāšanas jauda un piegādes loģistika. Tomēr, kad nepieciešams skābeklisnepārtraukti, ar paredzamu plūsmu un ilgākā darbības periodā, skābekļa avots kļūst par daļu no vietnes procesa infrastruktūras.
Šī atšķirība ir svarīga slimnīcās, kalnrūpniecības operācijās, akvakultūras iekārtās, notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, metālapstrādes operācijās, stikla ražošanā, ozona ražošanā un citās nozarēs, kas patērē daudz skābekļa.
Divas izplatītākās piegādes pieejas ir:
Skābekļa baloni → Uzglabāšana → Spiediena regulēšana → Lietošanas vieta
un
Apkārtējais gaiss → Kompresors → Gaisa apstrāde → PSA skābekļa ģenerators → Buferis/sadale → Lietošanas vieta
Neviena tehnoloģija nav automātiski piemērota katram lietojumam. Pareizā izvēle ir atkarīga no skābekļa plūsmas, tīrības, spiediena, darba stundām, vietas atrašanās vietas, rezerves prasībām un no tā, vai skābeklis ir nepieciešams kā procesa gāze vai kā avārijas rezerve.
Iekārtām arnepārtraukts un salīdzinoši prognozējams skābekļa patēriņštomēr uz vietas esoša PSA skābekļa rūpnīca var piedāvāt būtiski atšķirīgu piegādes modeli no piegādātajiem baloniem.
Ko patiesībā nozīmē “nepārtraukts skābekļa pieprasījums”?
Nepārtraukts skābekļa patēriņš nenozīmē tikai to, ka skābeklis tiek izmantots katru dienu.
No inženiertehniskā viedokļa nepārtrauktam pieprasījumam parasti ir vairākas pazīmes:
skābeklis tiek patērēts ilgstošiem darbības periodiem;
nepieciešamā plūsma ir relatīvi stabila vai atbilst paredzamam slodzes profilam;
skābekļa padeves pārtraukšana ietekmē procesu;
skābeklim jābūt pieejamam, negaidot ārēju piegādi;
un kopējais pieprasījums ir pietiekami liels, lai attaisnotu īpašu piegādes infrastruktūru.
Piemēram, akvakultūras fermai var būt nepieciešams nepārtraukti skābeklis, lai uzturētu izšķīdušā skābekļa līmeni.
Notekūdeņu attīrīšanas iekārtai var būt nepieciešams skābeklis visā bioloģiskās attīrīšanas ciklā.
Ieguves darbība var nepārtraukti ievadīt skābekli metalurģiskajā procesā.
Slimnīcai var būt nepieciešams skābeklis visu dienu un nakti, un pieprasījums mainās atkarībā no pacienta noslogojuma.
Šīm lietojumprogrammām ir viena kopīga iezīme:
Skābeklis ir procesa lietderība, nevis gadījuma izejmateriāls.
Tas maina veidu, kā jāprojektē skābekļa padeves sistēma.
Kā skābekļa baloni nodrošina nepārtrauktu pieprasījumu
Skābekļa baloni uzglabā skābekli, kas jau ir saražots citur.
Piegādes ķēde ir samērā vienkārša:
Skābekļa ražošanas iekārta → Balona uzpildīšana → Transportēšana → Uzglabāšana → Regulators → Lietošanas vieta
Kad balons ir pievienots sistēmai, saspiestais skābeklis plūst caur spiediena regulatoru un sadales cauruļvadu.
Mazām skābekļa vajadzībām tas var būt efektīvs risinājums.
Iekārtā var būt vairāki cilindri, kas savienoti ar kolektoru, kamēr papildu cilindri paliek rezervē.
Kad aktīvie cilindri ir izsmelti, kolektors var pārslēgties uz rezerves grupu.
Pēc tam tukšos cilindrus nomaina ar pilniem cilindriem.
Tas rada anepārtraukta padeve caur cilindra rotāciju, nevis nepārtraukta skābekļa ģenerēšana lietošanas vietā.
Atšķirība ir svarīga.
Pati skābekļa padeve var būt nepārtraukta, betavots ir atkarīgs no ārējās papildināšanas.

Kur labi darbojas skābekļa baloni
Baloni joprojām ir ļoti praktiski, ja skābekļa patēriņš ir:
salīdzinoši zems;
intermitējoša;
ģeogrāfiski izplatīts;
orientēts uz ārkārtas situāciju;
vai grūti attaisnojams ar pastāvīgās ģenerēšanas iekārtām.
Tipiski piemēri:
Avārijas skābeklis
Neatliekamās palīdzības vienībām var būt nepieciešams skābeklis tikai noteiktu incidentu laikā.
Nelielas medicīnas iestādes
Neliela klīnika ar ierobežotu skābekļa patēriņu var uzturēt balonus kā primāro vai rezerves avotu.
Metināšana un griešana
Skābekļa patēriņš var rasties tikai tad, ja tiek veikti ražošanas darbi.
Laboratorijas pielietojumi
Dažām laboratorijām ir zema skābekļa daudzuma prasības, kas neattaisno skābekļa ražošanas iekārtu.
Rezerves piegāde
Pat iekārtās ar PSA skābekļa rūpnīcām baloni var tikt saglabāti kā rezerves rezerves.
PVO vadlīnijās baloni īpaši norādīti kā svarīgs rezerves avots PSA skābekļa sistēmām, jo PSA iekārtām ir nepieciešama uzticama jauda un plānota apkope.
Tāpēc jautājums nav par to, vai baloni ir "novecojuši".
Tie joprojām ir svarīga daudzu skābekļa sistēmu sastāvdaļa.
Kur cilindri kļūst sarežģītāki
Situācija mainās, kad skābekļa patēriņš kļūst nepārtraukts un augsts.
Apsveriet iespēju, kas darbojas visu diennakti.
Ja skābekļa patēriņš turpinās katru stundu, cilindros uzkrātais skābeklis pakāpeniski tiek iztērēts.
Iekārta ir atkarīga no:
Patēriņš → Cilindra iztukšošanās → Piegāde → Nomaiņa → Patēriņš
Jo lielāks ir skābekļa patēriņš, jo biežāk notiek šis cikls.
Tas rada vairākas darbības prasības:
pietiekams balonu krājums;
īpaša uzglabāšanas vieta;
regulāri piegādes grafiki;
cilindru apstrāde;
kolektoru vadība;
transporta pieejamība;
spiediena regulēšana;
tukšo cilindru savākšana;
un ārkārtas rezerves.
Skābekļa iekārta var darboties nepārtraukti, bet skābekļa piegādes ķēde nav neatkarīga.
Tas ir atkarīgs no ārējā gāzes piegādātāja un transportēšanas tīkla uzticamības.
Ko PSA skābekļa rūpnīca dara savādāk
PSA skābekļa rūpnīca ražo skābekli tieši no atmosfēras gaisa.
Pamatprocess ir:
Apkārtējais gaiss → Saspiešana → Filtrēšana/žāvēšana → PSA adsorbcija → Ar skābekli bagātināta gāze
PSA nozīmēSpiediena svārstību adsorbcija.
Sistēma izmanto molekulāro sietu, kas galvenokārt adsorbē slāpekli no saspiesta gaisa.
Adsorbcijas fāzē slāpekli aiztur molekulārais siets, kamēr ar skābekli bagātināta gāze iziet no adsorbcijas trauka.
Pēc tam traukā tiek samazināts spiediens, lai atbrīvotu adsorbēto slāpekli un atjaunotu molekulāro sietu.
Vairāki adsorbcijas trauki darbojas mainīgos ciklos.
Tas ļauj sistēmai nepārtraukti ražot skābekli, nevis uzglabāt visu nepieciešamo skābekļa daudzumu cilindros.
PSA iekārtas tiek izmantotas kā skābekļa avoti uz vietas, un PVO nosaka PSA tehnoloģiju medicīniskā skābekļa ražošanai ar aptuveni 93% ± 3% skābekļa koncentrāciju saskaņā ar tās attiecīgajām tehniskajām specifikācijām.
Rūpnieciskās PSA sistēmas var konfigurēt dažādām skābekļa tīrības, plūsmas un spiediena prasībām.
Galvenā atšķirība: uzglabātais skābeklis un radītais skābeklis
Vienkāršākais veids, kā saprast atšķirību, ir paskatīties, no kurienes nāk skābekļa krājumi.
Uz cilindriem balstīta sistēma
Ārējā skābekļa rūpnīca → baloni → vietējā uzglabāšana → patēriņš
Iekārta uzglabā skābekli, kas tika radīts kaut kur citur.
Uz PSA balstīta sistēma
Atmosfēras gaiss → PSA ģenerators → patēriņš
Iekārta rada skābekli tur, kur tas tiek patērēts.
Tas nozīmē, ka PSA ražotnei nav jāuztur pietiekami daudz balonu krājumu, lai segtu parasto ikdienas patēriņu.
Tā vietā augam ir nepieciešams:
uzticama elektriskā jauda;
saspiesta gaisa iekārtas;
pareiza gaisa apstrāde;
PSA adsorbcijas iekārtas;
vadības ierīces;
apkope;
un atbilstoša skābekļa buferizācija/uzglabāšana.
Tāpēc piegādes modelis mainās nono loģistikas atkarīga uzglabāšanauzno aprīkojuma atkarīga paaudze.

Nepārtraukts pieprasījums padara plūsmas ātrumu svarīgāku nekā cilindru skaitu
Salīdzinot abas sistēmas, skatoties tikai uz cilindru skaitu, var būt maldīgi.
Noderīgāks inženiertehniskais parametrs irskābekļa patēriņa ātrums.
Piemēram:
Skābekļa pieprasījums=30 Nm³/h
nozīmē, ka iekārtai ir nepieciešami aptuveni 30 normāli kubikmetri skābekļa katru stundu noteiktos atsauces apstākļos.
24 stundu laikā:
30 × 24=720 Nm³/dienā
Tas nav ieteikums konkrētam auga izmēram; tas vienkārši parāda, kāpēc nepārtraukts pieprasījums maina piedāvājuma aprēķinu.
Balonu sistēmai jānodrošina pietiekami daudz uzglabātā skābekļa, lai segtu šo patēriņu starp piegādēm.
Tā vietā PSA sistēmai ir nepieciešama pietiekama ražošanas jauda, lai ražotu skābekli aptuveni vajadzīgajā ātrumā, pienācīgi ņemot vērā maksimālo pieprasījumu, apkopi un dublēšanu.
Tāpēc skābekļa augu izvēle jāsāk ar:
Vidējais pieprasījums + maksimālais pieprasījums + darbības grafiks + rezervju prasības
nevis vienkārši jautāt:
"Cik daudz cilindru mēs pašlaik izmantojam?"
Kāpēc cilindru loģistika kļūst svarīga attālās vietās
Cilindru piegāde lielā mērā ir atkarīga no transportēšanas.
To var pārvaldīt pilsētu industriālajos rajonos, kur tuvumā atrodas skābekļa piegādātāji.
Situācija var būt ļoti atšķirīga:
attālas kalnrūpniecības nometnes;
ārzonas iekārtas;
lauku slimnīcas;
izolētas akvakultūras saimniecības;
tuksneša rūpnieciskās iekārtas;
salu iekārtas;
un pagaidu būvlaukumos.
Piegādes maršruts var ietvert tālsatiksmes autopārvadājumus vai vairākus loģistikas posmus.
Jebkuri traucējumi var ietekmēt skābekļa pieejamību.
PSA iekārta samazina ārējās skābekļa padeves biežumu, jo tās galvenā izejviela ir apkārtējais gaiss.
Attālinātām iekārtām tas var būt galvenais darbības apsvērums.
Tas nenozīmē, ka ārējā loģistika pilnībā izzūd.
Vietnei joprojām ir nepieciešamas rezerves daļas, kompresoru apkopes materiāli, filtri un citi palīgmateriāli.
Bet pats skābeklis vairs nav jātransportē uz vietu katrā papildināšanas ciklā.
PSA skābeklis nodrošina nepārtrauktu, nevis neierobežotu skābekļa ražošanu
Bieži tiek ignorēta svarīga tehniska atšķirība.
PSA skābekļa rūpnīca to daranēvidējais skābeklis ir pieejams neatkarīgi no darbības apstākļiem.
Ģeneratoram nepieciešams:
elektriskā jauda;
barot gaisu;
pareiza gaisa kvalitāte;
piemērots darba spiediens;
funkcionējoši adsorbcijas vārsti;
atbilstoša dzesēšana;
un regulāra apkope.
Ja kompresors apstājas, PSA skābekļa ģenerators nevar turpināt ražot skābekli bezgalīgi.
Ja strāvas padeve tiek pārtraukta, apstājas arī skābekļa ražošana, ja vien sistēmai nav rezerves barošanas avota vai uzglabātas skābekļa rezerves.
Tāpēc uzticamai skābekļa sistēmai nevajadzētu vienkārši būt:
PSA → Process
Kritiskiem lietojumiem stingrāks izkārtojums var būt:
PSA → Skābekļa buferis → Process
ar:
Rezerves cilindri → Avārijas apgāde
PVO norādījumi līdzīgi uzsver uzticamu jaudu, apkopi un rezerves skābekli sistēmām, kuru pamatā ir PSA.
Spēcīgākā konfigurācija bieži ir PSA + cilindri
Salīdzinājumam ne vienmēr ir jābūt:
PSA VAI Cilindri
Kritiskām nepārtraukta pieprasījuma lietojumprogrammām labāka arhitektūra var būt:
PSA kā primārais avots + cilindri kā rezerves kopija
Normālas darbības laikā:
PSA → Skābekļa sadale → Process
PSA apkopes vai strāvas padeves pārtraukuma laikā:
Rezerves cilindri → Spiediena regulēšana → Process
Tas rada avota dublēšanu.
PSA rūpnīca apstrādā nepārtrauktu bāzes slodzi, savukārt cilindri sedz:
palaišana;
apkope;
ārkārtas situācijas;
īslaicīgi pieprasījuma maksimumi;
un negaidītas PSA izslēgšanas.
Tas jo īpaši attiecas uz medicīniskām skābekļa sistēmām, kur skābekļa pārtraukumam var būt tūlītējas sekas.
PVO un saistītās skābekļa sistēmas vadlīnijas atpazīst vairākus skābekļa avotus un iesaka rezerves pasākumus, nevis paļaujas uz vienu avotu kritisko pakalpojumu sniegšanai.
Tiešie cauruļvadi maina skābekļa sadales ekonomiku
PSA skābekļa rūpnīca var piegādāt skābekli tieši caur cauruļvadu.
Sistēma var būt:
PSA → Bufera tvertne → Spiediena regulēšana → Galvenā skābekļa padeve → Gala lietotāji
Tas novērš atkārtotu manuālu apstrādi ar cilindru katrā lietošanas vietā.
Tiešie cauruļvadi ir īpaši noderīgi, ja skābekļa patērētāji ir stacionāri.
Piemēri:
slimnīcas palātas;
notekūdeņu reaktori;
akvakultūras tvertnes;
rūpnieciskie reaktori;
metalurģiskās apstrādes tvertnes;
un centralizētas ražošanas iekārtas.
PATH atzīmē, ka skābekļa ražošanas iekārtas var piegādāt skābekli, izmantojot cauruļvadus vai cilindru pildījumu, un ka beztaras skābekļa sistēmas var būt izdevīgas nepārtrauktai skābekļa pieejamībai.
Fiksētai iekārtai tas var padarīt skābekļa sistēmu daudz vieglāk automatizētu.
Cilindru uzpildīšanai joprojām ir svarīga loma
PSA neizslēdz cilindru lietderību.
PSA iekārtu var aprīkot ar skābekļa pastiprinātāju un cilindru uzpildes kolektoru.
Konfigurācija kļūst:
PSA → Skābekļa buferis → Pastiprināšanas kompresors → Uzpildes kolektors → Cilindri
Tas ļauj iekārtai lokāli ražot skābekli, vienlaikus uzturot cilindrus:
mobilās medicīnas brigādes;
satelīta iekārtas;
attālās darba zonas;
reaģēšana ārkārtas situācijās;
rezerves krātuve;
un transportēšana tuvumā esošajiem lietotājiem.
PVO dokumentācijā ir īpaši aprakstītas PSA skābekļa rūpnīcas, kas spēj piegādāt skābekli tieši pa cauruļvadu vai ar pastiprinātāja kompresoru uzpildīt balonus izplatīšanai vai rezerves kopēšanai.
Tāpēc PSA un cilindri var darboties kā papildu tehnoloģijas.
Skābekļa tīrība nav vienīgais atlases kritērijs
Izplatīta kļūda ir salīdzināt sistēmas, kuru pamatā ir tikai skābekļa tīrība.
Nepārtrauktiem rūpnieciskiem lietojumiem vairāki parametri ir vienlīdz svarīgi:
| Parametrs | Kāpēc tas ir svarīgi |
|---|---|
| Skābekļa plūsma | Nosaka, vai avots var apmierināt procesa pieprasījumu |
| Skābekļa tīrība | Nosaka procesa piemērotību |
| Izplūdes spiediens | Nosaka saderību ar pakārtotajām iekārtām |
| Darba laiks | Nosaka piegādes sistēmas arhitektūru |
| Maksimālais pieprasījums | Nosaka nepieciešamo jaudu un buferi |
| Jaudas pieejamība | Nosaka PSA darbības uzticamību |
| Uzglabāšanas prasība | Nosaka rezerves stratēģiju |
| Vietnes atrašanās vieta | Nosaka loģistikas un apkopes prasības |
| Atlaišana | Nosaka sistēmas noturību |
| Paplašināšanas prasība | Nosaka nākotnes jaudu |
Piemēram, sistēma, kas ražo skābekli ar pareizu tīrību, bet ar nepietiekamu plūsmu, nevar atbalstīt procesu.
Tāpat PSA iekārtai ar pietiekamu plūsmu, bet nepietiekamu izplūdes spiedienu joprojām var būt nepieciešams papildu pakārtotais aprīkojums.
Pastāvīgam skābekļa pieprasījumam ir nepieciešama jaudas atbilstība
PSA skābekļa augus nevajadzētu vienkārši izvēlēties atbilstoši vidējam skābekļa patēriņam.
Procesam var būt:
Vidējais pieprasījums → 60 Nm³/h
bet:
Maksimālais pieprasījums → 80 Nm³/h
Ja iekārta ir precīzi noregulēta līdz 60 Nm³/h, maksimālā darbības laikā tai var rasties grūtības.
Un otrādi, pārāk lielas iekārtas izvēle var radīt nevajadzīgu iekārtu jaudu un neefektīvus darbības apstākļus.
Labāka pieeja ir izveidot pilnīgu pieprasījuma profilu:
Bāzes slodze
Skābekļa nepieciešamība normālas darbības apstākļos.
Maksimālā slodze
Maksimālā paredzamā skābekļa nepieciešamība.
Startēšanas ielāde
Skābekļa nepieciešamība procesa palaišanas laikā.
Gaidstāves slodze
Skābekļa nepieciešamība, kurai jāpaliek pieejamai daļējas iekārtas atteices laikā.
Nākotnes slodze
Pēc paplašināšanas gaidāms papildu skābekļa patēriņš.
Šie dati ir pamats PSA rūpnīcas izmēra noteikšanai.
Cilindru krātuvei ir fiziska pēda
Cilindru sistēmām ir nepieciešamas fiziskas uzglabāšanas vietas.
Iekārtai ir nepieciešama atsevišķa kārtība:
pilni cilindri;
savienoti cilindri;
tukši cilindri;
rezerves cilindri;
cilindru apstrāde;
un piekļuve piegādes transportlīdzekļiem.
Palielinoties skābekļa patēriņam, nepieciešamo cilindru skaits var ievērojami palielināties.
Tas var radīt problēmas kompaktām rūpniecības vietām.
PSA rūpnīca lielu daļu šī fiziskā krājuma pārvieto no skābekļa uzglabāšanas uz aprīkojumu.
Tā vietā, lai uzglabātu lielu daudzumu skābekļa balonu, objekts uzglabā skābekļa ražošanai nepieciešamo aprīkojumu.
Tas ir viens no iemesliem, kāpēc ģenerēšana uz vietas var būt pievilcīga, ja pastāvīgs patēriņš ir augsts.
PSA rūpnīcām ir savas infrastruktūras prasības
PSA kosmosa priekšrocības nevajadzētu pārspīlēt.
Pilnīga PSA skābekļa iekārta var ietvert:
gaisa kompresors;
gaisa uztvērējs;
gaisa žāvētājs;
filtrēšanas sistēma;
PSA adsorbcijas trauki;
skābekļa bufera tvertne;
skābekļa analizators;
vadības skapis;
dzesēšanas iekārtas;
cauruļvadi;
un izvēles skābekļa pastiprinātājs.
Tāpēc rūpnīcai joprojām ir nepieciešama atbilstoša aprīkojuma zona.
Atšķirība ir tāda, ka galvenokārt ir nospiedumsražošanas iekārtas, nevis liels saspiestā skābekļa balonu krājums.
Konteineru PSA iekārtām daudzas no šīm sastāvdaļām var integrēt transportējamā korpusā.
Barošanas avots kļūst par PSA galveno faktoru
Strāvas padeves pārtraukuma laikā baloni var turpināt piegādāt skābekli, ja ir pieejams balonu krājums un var darboties pakārtotā regulēšanas sistēma.
PSA ģenerators nevar radīt skābekli bez elektroenerģijas.
Šī ir viena no svarīgākajām atšķirībām starp abām tehnoloģijām.
Tāpēc attiecībā uz kritisku pielietojumu inženieriem jāizvērtē:
Normāla jauda → Rezerves jauda → Uzglabātā skābekļa rezerve
nevis uzskatīt PSA ģeneratoru par vienīgo avotu.
Iespējamie dublēšanas pasākumi ietver:
gaidstāves ģeneratori;
dubultās jaudas padeves;
UPS sistēmas vadības ierīcēm;
skābekļa bufera uzglabāšana;
un rezerves cilindri.
Atbilstošā konfigurācija ir atkarīga no tā, cik svarīga ir nepārtraukta skābekļa padeve procesam.
PSA apkope atšķiras no cilindru nomaiņas
Cilindru sistēmām galvenokārt ir nepieciešama loģistikas vadība.
Galvenās aktivitātes ietver:
balona spiediena pārbaude;
cilindru maiņa;
kolektoru pārbaude;
piegādes grafiku uzraudzība;
un regulatoru uzturēšana.
PSA sistēmām nepieciešama aprīkojuma apkope.
Svarīgi komponenti ietver:
Kompresors
Kompresors ir viena no primārajām mehāniskajām sistēmām, un tai ir nepieciešama plānota pārbaude un apkope.
Gaisa apstrāde
Filtriem un žāvētājiem jāuztur nepieciešamā padeves gaisa kvalitāte.
PSA vārsti
Automātiskie pārslēgšanas vārsti darbojas atkārtoti PSA ciklu laikā, un tiem ir nepieciešama uzraudzība.
Molekulārais siets
Adsorbentam jābūt aizsargātam no eļļas un mitruma piesārņojuma.
Skābekļa analizators
Skābekļa koncentrācijas monitorings ir svarīgs, lai pārbaudītu produkta un gāzes kvalitāti.
Vadības sistēma
Periodiski jāpārbauda PLC, sensori, trauksmes signāli un automātiskās izslēgšanas funkcijas.
Tāpēc darbības filozofija mainās nogāzes krājumu vadībauziekārtu vadība.

Kura ir vairāk piemērota slimnīcām?
Slimnīcām atbilde lielā mērā ir atkarīga no skābekļa pieprasījuma un infrastruktūras.
Neliela iekārta ar salīdzinoši zemu patēriņu galvenokārt var paļauties uz baloniem vai skābekļa koncentratoriem.
Lielāka slimnīca ar nepārtrauktu skābekļa patēriņu var izmantot uz vietas esošo PSA iekārtu, kas savienota ar medicīnas gāzes vadu.
PVO atzīst PSA augus par medicīniskā skābekļa avotu un norāda, ka skābekli var tieši novadīt uz klīniskajām zonām vai izmantot, lai uzpildītu balonus ar atbilstošu pastiprināšanas sistēmu.
Tomēr kritiskiem medicīnas lietojumiem PSA parasti ir jāapvieno ar atbilstošu rezerves skābekļa avotu.
Mērķis nav vienkārši lēti ražot skābekli.
Mērķis ir saglabātnepārtraukta pieejamība, pārbaudīta kvalitāte, atbilstošs spiediens un uzticama izplatīšana.
Kura ir vairāk piemērota kalnrūpniecībai?
Kalnrūpniecības lietojumos bieži vien ir spēcīgs iemesls skābekļa ražošanai uz vietas, kad skābekļa pieprasījums ir nepārtraukts.
Iespējamās lietojumprogrammas ietver:
izskalošanās;
metalurģiskā oksidēšana;
notekūdeņu attīrīšana;
neatliekamās medicīniskās palīdzības pakalpojumi;
un citas procesa lietojumprogrammas.
Nomaļas raktuves var atrasties vairākus simtus kilometru no tuvākā rūpnieciskās gāzes piegādātāja.
Šādos apstākļos nepārtraukta cilindru transportēšana var radīt ievērojamu loģistikas sarežģītību.
Konteineru PSA skābekļa rūpnīcu var uzstādīt tuvu procesa zonai un nodrošināt ar strāvu no raktuves komunālās sistēmas.
Ja projekts ir īslaicīgs, konteinerizētā konfigurācija nodrošina arī pārvietošanas iespēju, kad kalnrūpniecības darbība pārvietojas vai paplašinās.
Kura ir vairāk piemērota akvakultūrai?
Akvakultūrā ir vēl viena skaidra atšķirība.
Zivīm un garnelēm kultūras ūdenī ir nepieciešams izšķīdis skābeklis.
Skābekļa pieprasījums var turpināties visā ražošanas ciklā un var palielināties, ja:
palielinās ganāmpulka blīvums;
palielinās biomasa;
ūdens temperatūras izmaiņas;
palielinās barošanas intensitāte;
vai palielinās bioloģiskās filtrācijas aktivitāte.
Skābekļa balonu sistēma var darboties mazām tvertnēm vai ārkārtas vajadzībām.
Lielākām recirkulācijas akvakultūras sistēmām vai intensīvām saimniecībām nepārtraukta skābekļa ražošana var kļūt praktiskāka.
PSA sistēma var piegādāt skābekli tieši skābekļa padeves ierīcei, konusam, difuzoram vai skābekļa reaktoram.
Sistēma kļūst:
PSA → Skābekļa buferis → Plūsmas kontrole → Skābekļa padeves aprīkojums → Kultūras ūdens
Tas ļauj skābekļa padevei ievērot faktisko izšķīdušā skābekļa nepieciešamību.
Kurš ir vairāk piemērots notekūdeņu attīrīšanai?
Notekūdeņu attīrīšanai bieži ir nepārtraukta skābekļa nepieciešamība, jo aerobie bioloģiskie procesi ir atkarīgi no skābekļa.
Skābekļa piegādes pārtraukums var ietekmēt izšķīdušā skābekļa līmeni un bioloģisko aktivitāti.
Mazākām sistēmām atmosfēras gaisa pūtēji jau var nodrošināt pietiekami daudz skābekļa.
Lietojot lielāku skābekļa pieprasījumu, skābekļa bagātināšana var uzlabot skābekļa pārnesi.
PSA sistēma var nepārtraukti nodrošināt skābekli:
PSA → Skābekļa sadale → Aerācijas/injekcijas sistēma → Bioloģiskais reaktors
Galvenais apsvērums nav tas, vai PSA skābeklis pēc būtības ir labāks par gaisu.
Tas ir tas, vai esošā aerācijas sistēma var efektīvi pārnest nepieciešamo skābekli faktiskos notekūdeņu apstākļos.
Praktisks salīdzinājums
| Faktors | Skābekļa baloni | PSA skābekļa rūpnīca |
|---|---|---|
| Skābekļa avots | Ražots ārēji | Ģenerēts uz vietas |
| Nepārtraukta ražošana | Nē | Jā, darbības laikā |
| Ārējā piegāde | Obligāti | Normālai paaudzei nav nepieciešams |
| Uzglabāšanas prasība | Augsts lielam pieprasījumam | Mazāks skābekļa krājums, bet nepieciešams aprīkojums |
| Jaudas atkarība | Zemāk pie avota | Augsts |
| Apkope | Galvenokārt pārkraušana/loģistika | Mehāniskā + PSA apkope |
| Liels nepārtraukts pieprasījums | Mazāk ērti | Vispār piemērotāks |
| Neliels periodisks pieprasījums | Ļoti piemērots | Var būt nevajadzīgs |
| Attālās atrašanās vietas | Atkarīgs no loģistikas | Pievilcīgs tur, kur ir pieejama jauda |
| Tiešā cauruļvadu piegāde | Iespējams | Ļoti piemērots |
| Cilindru sadale | Vietējā metode | Iespējams ar pastiprinātāja/uzpildes sistēmu |
| Rezerves loma | Lieliski | Vajadzētu būt rezerves kopijām kritiskajām sistēmām |
| Mērogojamība | Pievienojiet cilindrus/piegādi | Pievienojiet vai paplašiniet ģenerēšanas moduļus |
Tabulā parādīts, kāpēc nav universāla uzvarētāja.
Pareizā izvēle ir atkarīga noskābekļa pieprasījuma profils un vietas infrastruktūra.
Līdzsvara punkts nav saistīts tikai ar skābekļa daudzumu
Nav universāla skābekļa patēriņa sliekšņa, pie kura PSA pēkšņi kļūst labāks par cilindriem.
Lēmums ir atkarīgs no vairākiem mainīgajiem:
Ikdienas skābekļa patēriņš × darbības dienas × piegādes attālums × uzglabāšanas nepieciešamība × uzticamības prasība
Iekārtām, kas atrodas tuvu uzticamam skābekļa piegādātājam, baloni var palikt praktiski pat ar mērenu patēriņu.
Attālinātai iekārtai ar apgrūtinātu piekļuvi ceļam PSA var kļūt pievilcīgs ar mazāku skābekļa patēriņu.
Tāpat iekārta ar ārkārtīgi kritiskām skābekļa prasībām var izvēlēties hibrīdsistēmu pat tad, ja baloni vien tehniski spēj apmierināt vidējo pieprasījumu.
Tāpēc pareizā pieeja ir akopējais sistēmas novērtējums, nevis vienkāršs skābekļa vienības cenas salīdzinājums.
Nepārtraukts pieprasījums dod priekšroku citai sistēmas arhitektūrai
Ja skābekļa patēriņš ir nepārtraukts, padeves sistēma jāprojektē atbilstoši procesa nepārtrauktībai.
Izturīga arhitektūra var izskatīties šādi:
PSA skābekļa ģenerators
↓
Skābekļa bufera tvertne
↓
Spiediena regulēšana
↓
Galvenā skābekļa galvene
↓
Procesa lietotāji
ar:
Rezerves cilindri
↓
Avārijas kolektors
un augstspiediena cilindru pildīšanai:
PSA → Buferis → Pastiprinātājs → Uzpildes kolektors
Šī arhitektūra atdala trīs funkcijas:
Paaudze
Buferizācija un izplatīšana
Dublējums
Tas parasti ir uzticamāk nekā apstrādāt skābekļa ģeneratoru vai cilindru bloku kā atsevišķu izolētu sastāvdaļu.
Lēmumam jāsākas ar šiem septiņiem jautājumiem
Pirms balonu vai PSA skābekļa rūpnīcas izvēles inženieriem ir jānosaka:
Kāda ir vidējā skābekļa plūsma?
Izsakiet prasību konsekventā mērvienībā, piemēram, Nm³/h.
Kāda ir maksimālā plūsma?
Nosakiet maksimālo paredzamo skābekļa patēriņu, nevis paļaujieties tikai uz vidējo.
Cik stundas dienā tiek patērēts skābeklis?
Process, kas darbojas 2 stundas dienā, būtiski atšķiras no tā, kas darbojas 24 stundas dienā.
Cik uzticama ir skābekļa piegāde uz vietu?
Apsveriet attālumu, ceļus, laikapstākļus, robežas procedūras un piegādātāja reakcijas laiku.
Vai ir pieejama uzticama elektrība?
PSA nepieciešama jauda kompresijas un palīgiekārtām.
Vai skābeklis ir nepieciešams tieši vai cilindros?
Tas nosaka, vai sistēmai ir nepieciešams sadales tīkls, pastiprinātājs vai cilindru uzpildes kolektors.
Kas notiek, ja skābekļa ražošana apstājas?
Atbilde nosaka nepieciešamo rezerves jaudu un atlaišanu.
Galīgais spriedums: cilindri vai PSA?
Ja skābekļa pieprasījums irmaza, periodiska, mobila vai orientēta uz ārkārtas situāciju, skābekļa baloni bieži vien ir vienkāršāks risinājums.
Ja skābekļa pieprasījums irnepārtraukta, salīdzinoši augsta, paredzama un atrodas vietā ar uzticamu jaudu, PSA skābekļa iekārta bieži ir piemērotāks primārais avots.
Kritiskām lietojumprogrammām visizturīgākais risinājums bieži ir:
PSA skābekļa rūpnīca + skābekļa buferis + rezerves cilindri
PSA iekārta nodrošina nepārtrauktu bāzes pieprasījumu, savukārt cilindri nodrošina avārijas segumu apkopes, strāvas padeves pārtraukuma, palaišanas vai negaidītu skābekļa pieprasījuma maksimumu laikā.
Tāpēc būtisku atšķirību var apkopot šādi:
Cilindros uzglabā citur ražoto skābekli. PSA augi rada skābekli, kur tas ir nepieciešams.
Pastāvīgam skābekļa pieprasījumam šī atšķirība kļūst arvien svarīgāka. Uz cilindriem balstītai sistēmai ir nepārtraukti jāpārvaldainventārs un piegāde, savukārt uz PSA balstītai sistēmai ir nepārtraukti jāpārvaldajauda, saspiests gaiss, iekārtu veiktspēja un apkope.
Neviena pieeja nenovērš operatīvo atbildību. Viņi vienkārši uzliek šo atbildību dažādām skābekļa piegādes ķēdes daļām.
Iekārtām, kur skābeklis ir a24 stundu procesa utilīta, PSA ģenerēšana uz vietas nodrošina veidu, kā skābekļa piegādi no atkārtotas piegādes operācijas pārvērst integrētā ražošanas sistēmā. Apvienojot to ar pareizu buferizāciju, uzraudzību, dublēšanu un rezerves cilindriem, tas var nodrošināt izturīgāku arhitektūru ilgstošam nepārtrauktam skābekļa patēriņam.
